JP3512365B2 - クロスダイポールアンテナ - Google Patents
クロスダイポールアンテナInfo
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- JP3512365B2 JP3512365B2 JP2000066168A JP2000066168A JP3512365B2 JP 3512365 B2 JP3512365 B2 JP 3512365B2 JP 2000066168 A JP2000066168 A JP 2000066168A JP 2000066168 A JP2000066168 A JP 2000066168A JP 3512365 B2 JP3512365 B2 JP 3512365B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円偏波を使用する
通信機器に搭載するに好適なクロスダイポールアンテナ
に関するものである。
通信機器に搭載するに好適なクロスダイポールアンテナ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】円偏波を使用する移動体通信を目的とし
た衛星通信システムが種々提案されているが、衛星通信
システムには静止衛星を利用する静止移動体衛星通信シ
ステムと、非静止衛星を用いる非静止移動体衛星通信シ
ステムがある。非静止移動体衛星通信システムには、低
・中高度軌道の衛星を用いるシステム、長楕円軌道の衛
星を用いるシステム、傾斜同期軌道を用いるシステムが
ある。このうちの低・中高度軌道の非静止衛星を用いる
システムには、LEO(Low Earth Orbit)通信システ
ムがある。このLEO通信システムは伝搬遅延時間が小
さいシステムとされており、また、伝搬損失が小さくさ
れているため、端末の送信電力を低減でき端末の小型化
・軽量化を容易とできる長所を有している。
た衛星通信システムが種々提案されているが、衛星通信
システムには静止衛星を利用する静止移動体衛星通信シ
ステムと、非静止衛星を用いる非静止移動体衛星通信シ
ステムがある。非静止移動体衛星通信システムには、低
・中高度軌道の衛星を用いるシステム、長楕円軌道の衛
星を用いるシステム、傾斜同期軌道を用いるシステムが
ある。このうちの低・中高度軌道の非静止衛星を用いる
システムには、LEO(Low Earth Orbit)通信システ
ムがある。このLEO通信システムは伝搬遅延時間が小
さいシステムとされており、また、伝搬損失が小さくさ
れているため、端末の送信電力を低減でき端末の小型化
・軽量化を容易とできる長所を有している。
【0003】さらに、LEO通信システムには、データ
伝送のみを扱う小規模LEO(Little LEO)と、音声伝
送が可能な大規模LEO(Big LEO)がある。大規模L
EOの中にはイリジウム・システムやICO(Intermed
iate Circular Orbit)システム(プロジェクト21)
がある。イリジウム・システムは、通信方式が1.6G
Hz帯の周波数を用いたTDMA(Time Division Mult
iple Access)方式とされており、地球全体をカバーす
るよう780kmの高度に打ち上げられた(66+6)
個の非静止衛星を用いて通信するようにされている。こ
の非静止衛星は、経度30度間隔で配置されて周回軌道
を回っている。また、ICOシステムは10390km
の直交傾斜軌道にそれぞれ6基の周回衛星を配置してお
り、携帯端末は衛星を利用する衛星系ネットワークと既
存の地上系携帯電話システムとの共用が可能なデュアル
端末とされている。
伝送のみを扱う小規模LEO(Little LEO)と、音声伝
送が可能な大規模LEO(Big LEO)がある。大規模L
EOの中にはイリジウム・システムやICO(Intermed
iate Circular Orbit)システム(プロジェクト21)
がある。イリジウム・システムは、通信方式が1.6G
Hz帯の周波数を用いたTDMA(Time Division Mult
iple Access)方式とされており、地球全体をカバーす
るよう780kmの高度に打ち上げられた(66+6)
個の非静止衛星を用いて通信するようにされている。こ
の非静止衛星は、経度30度間隔で配置されて周回軌道
を回っている。また、ICOシステムは10390km
の直交傾斜軌道にそれぞれ6基の周回衛星を配置してお
り、携帯端末は衛星を利用する衛星系ネットワークと既
存の地上系携帯電話システムとの共用が可能なデュアル
端末とされている。
【0004】このような衛星移動通信システムでは、多
くの衛星が必要ではあるものの通信の遅延時間が無視で
きるので、リアルタイムで音声やデータ等の通信が行え
る。さらに、端末の送信電力を低減できるため端末を携
帯型とすることが可能である。したがって、衛星移動通
信システム用の携帯無線機を携帯していれば、全世界の
電話や携帯電話とリアルタイムで通話やデータ伝送を行
うことが可能となる。なお、衛星移動通信システムでは
携帯無線機に好適なように円偏波が用いられている。
くの衛星が必要ではあるものの通信の遅延時間が無視で
きるので、リアルタイムで音声やデータ等の通信が行え
る。さらに、端末の送信電力を低減できるため端末を携
帯型とすることが可能である。したがって、衛星移動通
信システム用の携帯無線機を携帯していれば、全世界の
電話や携帯電話とリアルタイムで通話やデータ伝送を行
うことが可能となる。なお、衛星移動通信システムでは
携帯無線機に好適なように円偏波が用いられている。
【0005】ところで、衛星移動通信システム用の携帯
無線機においては、円偏波を受信する必要があることか
ら円偏波を送受信可能なクロスダイポールアンテナやマ
イクロストリップアンテナが用いられている。クロスダ
イポールアンテナは、ダイポールアンテナを十字形に直
交配置した2つの半波長ダイポールアンテナから構成さ
れている。そして、2つの半波長ダイポールアンテナを
互いに位相を90°ずらせて励振することにより、2つ
の半波長ダイポールアンテナの面に垂直な方向に円偏波
を発生させるようにしている。この場合、2つの半波長
ダイポールアンテナの面に垂直な2方向では互いに逆方
向の円偏波が発生するため、2つの半波長ダイポールア
ンテナの後方約1/4波長の位置に反射板を置き、単方
向として用いるのが一般的とされている。さらに、広い
仰角の範囲内において円偏波を得るために、電界面と磁
界面で指向性の変化の少ない逆V字形や逆U字形のダイ
ポールアンテナが用いられている。
無線機においては、円偏波を受信する必要があることか
ら円偏波を送受信可能なクロスダイポールアンテナやマ
イクロストリップアンテナが用いられている。クロスダ
イポールアンテナは、ダイポールアンテナを十字形に直
交配置した2つの半波長ダイポールアンテナから構成さ
れている。そして、2つの半波長ダイポールアンテナを
互いに位相を90°ずらせて励振することにより、2つ
の半波長ダイポールアンテナの面に垂直な方向に円偏波
を発生させるようにしている。この場合、2つの半波長
ダイポールアンテナの面に垂直な2方向では互いに逆方
向の円偏波が発生するため、2つの半波長ダイポールア
ンテナの後方約1/4波長の位置に反射板を置き、単方
向として用いるのが一般的とされている。さらに、広い
仰角の範囲内において円偏波を得るために、電界面と磁
界面で指向性の変化の少ない逆V字形や逆U字形のダイ
ポールアンテナが用いられている。
【0006】このような円偏波を送受信可能な 従来の
クロスダイポールアンテナの原理的構成を図9および図
10に示す。図9は、逆V字形のダイポールアンテナを
用いるようにしたクロスダイポールアンテナ100の原
理的構成を示す図であり、図10は逆U字形のダイポー
ルアンテナを用いるようにしたクロスダイポールアンテ
ナ200の原理的構成を示す図である。図9に示す逆V
字形のダイポールアンテナを用いるクロスダイポールア
ンテナ100は、反射板106と、反射板106上に配
置されたダイポールエレメント102a、102bとか
らなる逆V字形の第1ダイポールアンテナと、第1ダイ
ポールアンテナと略直交して配置されたダイポールエレ
メント102c、102dとからなる逆V字形の第2ダ
イポールアンテナとから構成されている。
クロスダイポールアンテナの原理的構成を図9および図
10に示す。図9は、逆V字形のダイポールアンテナを
用いるようにしたクロスダイポールアンテナ100の原
理的構成を示す図であり、図10は逆U字形のダイポー
ルアンテナを用いるようにしたクロスダイポールアンテ
ナ200の原理的構成を示す図である。図9に示す逆V
字形のダイポールアンテナを用いるクロスダイポールア
ンテナ100は、反射板106と、反射板106上に配
置されたダイポールエレメント102a、102bとか
らなる逆V字形の第1ダイポールアンテナと、第1ダイ
ポールアンテナと略直交して配置されたダイポールエレ
メント102c、102dとからなる逆V字形の第2ダ
イポールアンテナとから構成されている。
【0007】このクロスダイポールアンテナ100は、
図示されていないが逆V字形の第1ダイポールアンテナ
と逆V字形の第2ダイポールアンテナに、互いに位相を
約90度ずらせて励振するための移相回路を備えてい
る。これにより、クロスダイポールアンテナ100は円
偏波を送受信可能なアンテナとすることができると共
に、逆V字形の第1ダイポールアンテナと逆V字形の第
2ダイポールアンテナとされていることから広い仰角の
範囲内において円偏波を得ることができるようになる。
図示されていないが逆V字形の第1ダイポールアンテナ
と逆V字形の第2ダイポールアンテナに、互いに位相を
約90度ずらせて励振するための移相回路を備えてい
る。これにより、クロスダイポールアンテナ100は円
偏波を送受信可能なアンテナとすることができると共
に、逆V字形の第1ダイポールアンテナと逆V字形の第
2ダイポールアンテナとされていることから広い仰角の
範囲内において円偏波を得ることができるようになる。
【0008】また、図10に示す逆U字形のダイポール
アンテナを用いるクロスダイポールアンテナ200は、
反射板206と、反射板206上に配置されたダイポー
ルエレメント202a、202bとからなる逆U字形の
第1ダイポールアンテナと、第1ダイポールアンテナと
略直交して配置されたダイポールエレメント102c、
102dとからなる逆U字形の第2ダイポールアンテナ
とから構成されている。このクロスダイポールアンテナ
200は、図示されていないが逆U字形の第1ダイポー
ルアンテナと逆U字形の第2ダイポールアンテナに、互
いに位相を約90度ずらせて励振するための移相回路を
備えている。これにより、クロスダイポールアンテナ2
00は円偏波を送受信可能なアンテナとすることができ
ると共に、逆U字形の第1ダイポールアンテナと逆U字
形の第2ダイポールアンテナとされていることから広い
仰角の範囲内において円偏波を得ることができるように
なる。
アンテナを用いるクロスダイポールアンテナ200は、
反射板206と、反射板206上に配置されたダイポー
ルエレメント202a、202bとからなる逆U字形の
第1ダイポールアンテナと、第1ダイポールアンテナと
略直交して配置されたダイポールエレメント102c、
102dとからなる逆U字形の第2ダイポールアンテナ
とから構成されている。このクロスダイポールアンテナ
200は、図示されていないが逆U字形の第1ダイポー
ルアンテナと逆U字形の第2ダイポールアンテナに、互
いに位相を約90度ずらせて励振するための移相回路を
備えている。これにより、クロスダイポールアンテナ2
00は円偏波を送受信可能なアンテナとすることができ
ると共に、逆U字形の第1ダイポールアンテナと逆U字
形の第2ダイポールアンテナとされていることから広い
仰角の範囲内において円偏波を得ることができるように
なる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記したクロスダイポ
ールアンテナは、円偏波を送受信することを可能とでき
ることから、衛星通信用アンテナ等の円偏波を用いた通
信システムに用いることができる。次に、従来提案され
ている円偏波を送受信することができるクロスダイポー
ルアンテナの構成を図11および図12に示す。ただ
し、図11はクロスダイポールアンテナの平面図であ
り、図12はその正面図である。なお、このクロスダイ
ポールアンテナは、車、船舶、航空機、携帯機器等に搭
載することができる。
ールアンテナは、円偏波を送受信することを可能とでき
ることから、衛星通信用アンテナ等の円偏波を用いた通
信システムに用いることができる。次に、従来提案され
ている円偏波を送受信することができるクロスダイポー
ルアンテナの構成を図11および図12に示す。ただ
し、図11はクロスダイポールアンテナの平面図であ
り、図12はその正面図である。なお、このクロスダイ
ポールアンテナは、車、船舶、航空機、携帯機器等に搭
載することができる。
【0010】これらの図に示すクロスダイポールアンテ
ナ300は、略直交配置された2つのダイポールアンテ
ナと反射板306とから構成されている。略円形とされ
ている反射板306の直径D3は、使用周波数帯域にお
ける中心周波数の波長をλとした際に、約λ/2〜λと
されている。略直交配置された2つのダイポールアンテ
ナは、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2逆U字形
ダイポールアンテナとが直交配置されて構成されてい
る。第1逆U字形ダイポールアンテナは、ダイポールエ
レメント302aとダイポールエレメント302bとか
ら構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナは、ダイ
ポールエレメント302cとダイポールエレメント30
2dとから構成されている。ダイポールエレメント30
2a〜ダイポールエレメント302dは、金属板により
形成されており、そのほぼ中間部において反射板306
に向けて折曲されて、その先端は反射板306に向かう
ようになされている。そして、ダイポールエレメント3
02a〜ダイポールエレメント302dの長さL302
は、約λ/4とされている。
ナ300は、略直交配置された2つのダイポールアンテ
ナと反射板306とから構成されている。略円形とされ
ている反射板306の直径D3は、使用周波数帯域にお
ける中心周波数の波長をλとした際に、約λ/2〜λと
されている。略直交配置された2つのダイポールアンテ
ナは、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2逆U字形
ダイポールアンテナとが直交配置されて構成されてい
る。第1逆U字形ダイポールアンテナは、ダイポールエ
レメント302aとダイポールエレメント302bとか
ら構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナは、ダイ
ポールエレメント302cとダイポールエレメント30
2dとから構成されている。ダイポールエレメント30
2a〜ダイポールエレメント302dは、金属板により
形成されており、そのほぼ中間部において反射板306
に向けて折曲されて、その先端は反射板306に向かう
ようになされている。そして、ダイポールエレメント3
02a〜ダイポールエレメント302dの長さL302
は、約λ/4とされている。
【0011】このクロスダイポールアンテナ300にお
いて、ダイポールエレメント302a〜ダイポールエレ
メント302dの一端と、反射板306との間隔L30
1は約λ/4とされている。すなわち、ダイポールエレ
メント302aとダイポールエレメント302bとから
構成されている第1逆U字形ダイポールアンテナを励振
する同軸セミリジッドケーブル304aの反射板306
からの長さは、約λ/4とされている。同様に、ダイポ
ールエレメント302cとダイポールエレメント302
dとから構成されている第2逆U字形ダイポールアンテ
ナを励振する同軸セミリジッドケーブル304cの反射
板306からの長さも、約λ/4とされている。さら
に、下端が反射板306へ短絡されているショートポー
ル304bおよびショートポール304dの反射板30
6からの長さも、約λ/4とされている。
いて、ダイポールエレメント302a〜ダイポールエレ
メント302dの一端と、反射板306との間隔L30
1は約λ/4とされている。すなわち、ダイポールエレ
メント302aとダイポールエレメント302bとから
構成されている第1逆U字形ダイポールアンテナを励振
する同軸セミリジッドケーブル304aの反射板306
からの長さは、約λ/4とされている。同様に、ダイポ
ールエレメント302cとダイポールエレメント302
dとから構成されている第2逆U字形ダイポールアンテ
ナを励振する同軸セミリジッドケーブル304cの反射
板306からの長さも、約λ/4とされている。さら
に、下端が反射板306へ短絡されているショートポー
ル304bおよびショートポール304dの反射板30
6からの長さも、約λ/4とされている。
【0012】ダイポールエレメント302aの一端は、
同軸セミリジッドケーブル304aの先端における外被
導体に接続されて励振されており、ダイポールエレメン
ト302bの一端はショートポール304bの先端に接
続されて励振されている。このショートポール304b
の先端には同軸セミリジッドケーブル304aの中心導
体302eが接続されている。また、ダイポールエレメ
ント302cの一端は、同軸セミリジッドケーブル30
4cの先端における外被導体に接続されて励振されてお
り、ダイポールエレメント302dの一端はショートポ
ール304dの先端に接続されて励振されている。この
ショートポール304dの先端には同軸セミリジッドケ
ーブル304cの中心導体302fが接続されている。
同軸セミリジッドケーブル304aの先端における外被
導体に接続されて励振されており、ダイポールエレメン
ト302bの一端はショートポール304bの先端に接
続されて励振されている。このショートポール304b
の先端には同軸セミリジッドケーブル304aの中心導
体302eが接続されている。また、ダイポールエレメ
ント302cの一端は、同軸セミリジッドケーブル30
4cの先端における外被導体に接続されて励振されてお
り、ダイポールエレメント302dの一端はショートポ
ール304dの先端に接続されて励振されている。この
ショートポール304dの先端には同軸セミリジッドケ
ーブル304cの中心導体302fが接続されている。
【0013】さらに、反射板306を貫通してその下に
延伸された同軸セミリジッドケーブル304a、304
cは位相遅延回路307に接続されて、同軸セミリジッ
ドケーブル304aは0°位相で励振され、同軸セミリ
ジッドケーブル304cは90°遅延された位相で励振
される。これにより、給電部308から第1逆U字形ダ
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナと
が互いに位相が約90°ずれるように励振されるように
なり、円偏波が放射されるようになる。このように構成
されたクロスダイポールアンテナ300の垂直面内にお
ける指向特性を図13に示す。この指向特性を参照する
と、頂点方向からの角度が大きくなる低仰角の方向にお
いては、アンテナゲインが低下していると共に、円偏波
の軸比も劣化して楕円偏波となっていることがわかる。
延伸された同軸セミリジッドケーブル304a、304
cは位相遅延回路307に接続されて、同軸セミリジッ
ドケーブル304aは0°位相で励振され、同軸セミリ
ジッドケーブル304cは90°遅延された位相で励振
される。これにより、給電部308から第1逆U字形ダ
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナと
が互いに位相が約90°ずれるように励振されるように
なり、円偏波が放射されるようになる。このように構成
されたクロスダイポールアンテナ300の垂直面内にお
ける指向特性を図13に示す。この指向特性を参照する
と、頂点方向からの角度が大きくなる低仰角の方向にお
いては、アンテナゲインが低下していると共に、円偏波
の軸比も劣化して楕円偏波となっていることがわかる。
【0014】このように、従来提案されていたクロスダ
イポールアンテナは、低仰角の方向において、アンテナ
ゲインが低下していると共に、円偏波の軸比も劣化して
いるという問題点があった。しかしながら、円偏波を用
いる通信システムにおいては低仰角方向から電波が到来
することがある。特に、衛星通信システムにおいては、
一般に衛星が静止しておらず仰角が高い位置における見
かけ上の衛星の移動速度が大きくなるため、天頂方向を
0°とした場合約70°〜90°の低仰角において衛星
の存在確率が高いことになる。従って、従来のクロスダ
イポールアンテナは衛星の存在確率が高い低仰角におけ
る利得が小さいと共に、軸比が劣化しているという問題
点があった。
イポールアンテナは、低仰角の方向において、アンテナ
ゲインが低下していると共に、円偏波の軸比も劣化して
いるという問題点があった。しかしながら、円偏波を用
いる通信システムにおいては低仰角方向から電波が到来
することがある。特に、衛星通信システムにおいては、
一般に衛星が静止しておらず仰角が高い位置における見
かけ上の衛星の移動速度が大きくなるため、天頂方向を
0°とした場合約70°〜90°の低仰角において衛星
の存在確率が高いことになる。従って、従来のクロスダ
イポールアンテナは衛星の存在確率が高い低仰角におけ
る利得が小さいと共に、軸比が劣化しているという問題
点があった。
【0015】そこで、本発明は低仰角における利得を向
上させると共に、軸比も向上することのできるクロスダ
イポールアンテナを提供することを目的としている。
上させると共に、軸比も向上することのできるクロスダ
イポールアンテナを提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1のクロスダイポールアンテナは、反射
板と、該反射板上に所定間隔を持って配置された第1の
ダイポールアンテナと、上記反射板上に所定間隔を持っ
て上記第1のダイポールアンテナに略直交するように配
置された第2のダイポールアンテナと、前記第1のダイ
ポールアンテナと前記第2のダイポールアンテナとの周
囲に配置されると共に、前記反射板から起立して配置さ
れた複数の無給電素子とを備えている。
に、本発明の第1のクロスダイポールアンテナは、反射
板と、該反射板上に所定間隔を持って配置された第1の
ダイポールアンテナと、上記反射板上に所定間隔を持っ
て上記第1のダイポールアンテナに略直交するように配
置された第2のダイポールアンテナと、前記第1のダイ
ポールアンテナと前記第2のダイポールアンテナとの周
囲に配置されると共に、前記反射板から起立して配置さ
れた複数の無給電素子とを備えている。
【0017】また、上記本発明の第1のクロスダイポー
ルアンテナにおいて、前記第1のダイポールアンテナと
前記第2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向か
って折曲されていてもよい。さらに、上記本発明の第1
のクロスダイポールアンテナにおいて、前記無給電素子
が、絶縁体スペーサを介して前記反射板上に固着されて
いてもよい。
ルアンテナにおいて、前記第1のダイポールアンテナと
前記第2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向か
って折曲されていてもよい。さらに、上記本発明の第1
のクロスダイポールアンテナにおいて、前記無給電素子
が、絶縁体スペーサを介して前記反射板上に固着されて
いてもよい。
【0018】次に、上記目的を達成することのできる本
発明の第2のクロスダイポールアンテナは、中央部が周
縁部より突出するように反射面が傾斜されて形成されて
いる反射板と、該反射板上に所定間隔を持って配置され
た第1のダイポールアンテナと、上記反射板上に所定間
隔を持って上記第1のダイポールアンテナに略直交する
ように配置された第2のダイポールアンテナとを備えて
いる。
発明の第2のクロスダイポールアンテナは、中央部が周
縁部より突出するように反射面が傾斜されて形成されて
いる反射板と、該反射板上に所定間隔を持って配置され
た第1のダイポールアンテナと、上記反射板上に所定間
隔を持って上記第1のダイポールアンテナに略直交する
ように配置された第2のダイポールアンテナとを備えて
いる。
【0019】また、上記本発明の第2のクロスダイポー
ルアンテナにおいて、前記第1のダイポールアンテナと
前記第2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向か
って折曲されて構成されていてもよい。さらに、上記本
発明の第2のクロスダイポールアンテナにおいて、前記
第1のダイポールアンテナと前記第2のダイポールアン
テナとの周囲に配置されると共に、前記反射板から起立
して配置された複数の無給電素子とを、さらに備えてい
てもよい。さらにまた、上記本発明の第2のクロスダイ
ポールアンテナにおいて、前記無給電素子が、絶縁体ス
ペーサを介して前記反射板上に固着されていてもよいも
のである。
ルアンテナにおいて、前記第1のダイポールアンテナと
前記第2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向か
って折曲されて構成されていてもよい。さらに、上記本
発明の第2のクロスダイポールアンテナにおいて、前記
第1のダイポールアンテナと前記第2のダイポールアン
テナとの周囲に配置されると共に、前記反射板から起立
して配置された複数の無給電素子とを、さらに備えてい
てもよい。さらにまた、上記本発明の第2のクロスダイ
ポールアンテナにおいて、前記無給電素子が、絶縁体ス
ペーサを介して前記反射板上に固着されていてもよいも
のである。
【0020】このような本発明によれば、略直交配置さ
れた第1のダイポールアンテナと第2のダイポールアン
テナとの周囲に配置されると共に、前記反射板から起立
して複数の無給電素子を設けるようにしたので、低仰角
においてゲインの低下を抑制することができると共に、
円偏波の軸比特性を大幅に改善することができる。すな
わち、無給電素子が導波器として作用して、低仰角の方
向のアンテナ特性を改善することができる。さらに、反
射板を中央部より周縁部が下に位置するように下方へ傾
斜させて形成するようにしても、低仰角においてゲイン
の低下を抑制することができると共に、円偏波の軸比特
性を大幅に改善することができる。
れた第1のダイポールアンテナと第2のダイポールアン
テナとの周囲に配置されると共に、前記反射板から起立
して複数の無給電素子を設けるようにしたので、低仰角
においてゲインの低下を抑制することができると共に、
円偏波の軸比特性を大幅に改善することができる。すな
わち、無給電素子が導波器として作用して、低仰角の方
向のアンテナ特性を改善することができる。さらに、反
射板を中央部より周縁部が下に位置するように下方へ傾
斜させて形成するようにしても、低仰角においてゲイン
の低下を抑制することができると共に、円偏波の軸比特
性を大幅に改善することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のクロスダイポールアンテ
ナの実施の形態の第1の構成を示す平面図を図1に、そ
の正面図を図2に示す。図1および図2に示す本発明の
第1の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1
は、略直交配置された2つのダイポールアンテナと反射
板6とから構成されている。反射板6は、略円形とされ
ておりその直径Dは、使用周波数帯域における中心周波
数の波長をλとした際に、約λ/2〜λとされている。
略直交配置された2つのダイポールアンテナは、第1逆
U字形ダイポールアンテナと第2逆U字形ダイポールア
ンテナとが略直交配置されて構成されている。第1逆U
字形ダイポールアンテナは、それぞれ逆U字形に折曲さ
れたダイポールエレメント2aとダイポールエレメント
2bとから構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナ
は、それぞれ逆U字形に折曲されたダイポールエレメン
ト2cとダイポールエレメント2dとから構成されてい
る。2つの逆U字状ダイポールアンテナを構成している
ダイポールエレメント2a〜ダイポールエレメント2d
は、金属板を加工して図2に示すように板状に形成され
ており、そのほぼ中間部において反射板6に向けて逆U
字形となるよう折曲されて、その先端は反射板6に向か
うようになされている。また、ダイポールエレメント2
a〜ダイポールエレメント2dの長さは約λ/4とされ
ている。すなわち、第1逆U字形ダイポールアンテナと
第2逆U字形ダイポールアンテナは、半波長ダイポール
アンテナとされている。
ナの実施の形態の第1の構成を示す平面図を図1に、そ
の正面図を図2に示す。図1および図2に示す本発明の
第1の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1
は、略直交配置された2つのダイポールアンテナと反射
板6とから構成されている。反射板6は、略円形とされ
ておりその直径Dは、使用周波数帯域における中心周波
数の波長をλとした際に、約λ/2〜λとされている。
略直交配置された2つのダイポールアンテナは、第1逆
U字形ダイポールアンテナと第2逆U字形ダイポールア
ンテナとが略直交配置されて構成されている。第1逆U
字形ダイポールアンテナは、それぞれ逆U字形に折曲さ
れたダイポールエレメント2aとダイポールエレメント
2bとから構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナ
は、それぞれ逆U字形に折曲されたダイポールエレメン
ト2cとダイポールエレメント2dとから構成されてい
る。2つの逆U字状ダイポールアンテナを構成している
ダイポールエレメント2a〜ダイポールエレメント2d
は、金属板を加工して図2に示すように板状に形成され
ており、そのほぼ中間部において反射板6に向けて逆U
字形となるよう折曲されて、その先端は反射板6に向か
うようになされている。また、ダイポールエレメント2
a〜ダイポールエレメント2dの長さは約λ/4とされ
ている。すなわち、第1逆U字形ダイポールアンテナと
第2逆U字形ダイポールアンテナは、半波長ダイポール
アンテナとされている。
【0022】本発明の第1の実施の形態にかかるクロス
ダイポールアンテナ1において、ダイポールエレメント
2a〜ダイポールエレメント2dの一端と、反射板6と
の図2に示す間隔L1は約λ/4とされている。すなわ
ち、ダイポールエレメント2aとダイポールエレメント
2bとから構成されている第1逆U字形ダイポールアン
テナを励振する同軸セミリジッドケーブル4aの反射板
6からの長さは、約λ/4とされている。同様に、ダイ
ポールエレメント2cとダイポールエレメント2dとか
ら構成されている第2逆U字形ダイポールアンテナを励
振する同軸セミリジッドケーブル4cの反射板6からの
長さも、約λ/4とされている。さらに、下端が反射板
6へ短絡されているショートポール4bおよびショート
ポール4dの反射板6からの長さも、約λ/4とされて
いる。
ダイポールアンテナ1において、ダイポールエレメント
2a〜ダイポールエレメント2dの一端と、反射板6と
の図2に示す間隔L1は約λ/4とされている。すなわ
ち、ダイポールエレメント2aとダイポールエレメント
2bとから構成されている第1逆U字形ダイポールアン
テナを励振する同軸セミリジッドケーブル4aの反射板
6からの長さは、約λ/4とされている。同様に、ダイ
ポールエレメント2cとダイポールエレメント2dとか
ら構成されている第2逆U字形ダイポールアンテナを励
振する同軸セミリジッドケーブル4cの反射板6からの
長さも、約λ/4とされている。さらに、下端が反射板
6へ短絡されているショートポール4bおよびショート
ポール4dの反射板6からの長さも、約λ/4とされて
いる。
【0023】ダイポールエレメント2aの一端は、同軸
セミリジッドケーブル4aの先端における外被導体に接
続されて励振されており、ダイポールエレメント2bの
一端はショートポール4bの先端に接続されて励振され
ている。このショートポール4bの先端には同軸セミリ
ジッドケーブル4aの中心導体2eが接続されている。
また、ダイポールエレメント2cの一端は、同軸セミリ
ジッドケーブル4cの先端における外被導体に接続され
て励振されており、ダイポールエレメント2dの一端は
ショートポール4dの先端に接続されて励振されてい
る。このショートポール4dの先端には同軸セミリジッ
ドケーブル4cの中心導体2fが接続されている。
セミリジッドケーブル4aの先端における外被導体に接
続されて励振されており、ダイポールエレメント2bの
一端はショートポール4bの先端に接続されて励振され
ている。このショートポール4bの先端には同軸セミリ
ジッドケーブル4aの中心導体2eが接続されている。
また、ダイポールエレメント2cの一端は、同軸セミリ
ジッドケーブル4cの先端における外被導体に接続され
て励振されており、ダイポールエレメント2dの一端は
ショートポール4dの先端に接続されて励振されてい
る。このショートポール4dの先端には同軸セミリジッ
ドケーブル4cの中心導体2fが接続されている。
【0024】さらに、反射板6を貫通してその下に延伸
された同軸セミリジッドケーブル4a、4cは位相遅延
回路7に接続されて、同軸セミリジッドケーブル4aに
は給電部8からの励振信号が0°位相遅延されて出力さ
れ、同軸セミリジッドケーブル4cには給電部8からの
励振信号が約90°位相遅延されて出力されている。こ
れにより、給電部8からの励振信号により、第1逆U字
形ダイポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテ
ナとが互いに位相が約90°ずれるように励振されるた
め、クロスダイポールアンテナ1の面に垂直な面、すな
わち反射板6の面に対してほぼ垂直方向に円偏波が放射
されるようになる。この場合、反射板6の方向に放射さ
れた逆位相の円偏波成分は、反射板6により逆位相とな
るように反射されて同相とされて反射板6の面に対して
ほぼ垂直の上方向へ放射されるようになる。
された同軸セミリジッドケーブル4a、4cは位相遅延
回路7に接続されて、同軸セミリジッドケーブル4aに
は給電部8からの励振信号が0°位相遅延されて出力さ
れ、同軸セミリジッドケーブル4cには給電部8からの
励振信号が約90°位相遅延されて出力されている。こ
れにより、給電部8からの励振信号により、第1逆U字
形ダイポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテ
ナとが互いに位相が約90°ずれるように励振されるた
め、クロスダイポールアンテナ1の面に垂直な面、すな
わち反射板6の面に対してほぼ垂直方向に円偏波が放射
されるようになる。この場合、反射板6の方向に放射さ
れた逆位相の円偏波成分は、反射板6により逆位相とな
るように反射されて同相とされて反射板6の面に対して
ほぼ垂直の上方向へ放射されるようになる。
【0025】本発明のクロスダイポールアンテナの第1
の実施の形態において特徴的な構成は、ダイポールエレ
メント2a〜ダイポールエレメント2dからなる略直交
配置された第1逆U字形ダイポールアンテナと第2逆U
字形ダイポールアンテナとを中心として、その周囲に複
数の無給電素子3a〜3hが略等間隔に配置されている
ことである。例えば、無給電素子3a〜3hの素子数は
8本とされて、反射板6に対してほぼ垂直に起立されて
いる。この無給電素子3a〜3hの図2に示す長さL2
は約λ/4とされており、その下端に絶縁スペーサ5a
〜5hが設けられている。この絶縁スペーサ5a〜5h
の下端は反射板6に固着されており、その高さH1は、
例えば約0.04λとされている。また、無給電素子3
a〜3hは、略直交配置された第1逆U字形ダイポール
アンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナの中心から
間隔S(図1参照)だけ離隔して配置されており、その
間隔Sは約λ/4とされている。さらに、無給電素子3
a〜3hは、金属板を加工して図1および図2に示すよ
うに板状に形成されている。
の実施の形態において特徴的な構成は、ダイポールエレ
メント2a〜ダイポールエレメント2dからなる略直交
配置された第1逆U字形ダイポールアンテナと第2逆U
字形ダイポールアンテナとを中心として、その周囲に複
数の無給電素子3a〜3hが略等間隔に配置されている
ことである。例えば、無給電素子3a〜3hの素子数は
8本とされて、反射板6に対してほぼ垂直に起立されて
いる。この無給電素子3a〜3hの図2に示す長さL2
は約λ/4とされており、その下端に絶縁スペーサ5a
〜5hが設けられている。この絶縁スペーサ5a〜5h
の下端は反射板6に固着されており、その高さH1は、
例えば約0.04λとされている。また、無給電素子3
a〜3hは、略直交配置された第1逆U字形ダイポール
アンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナの中心から
間隔S(図1参照)だけ離隔して配置されており、その
間隔Sは約λ/4とされている。さらに、無給電素子3
a〜3hは、金属板を加工して図1および図2に示すよ
うに板状に形成されている。
【0026】このように構成された本発明の第1の実施
の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1の垂直面内
における指向特性を図3に示す。この指向特性を参照す
ると、頂点方向からの角度が約60度より大きくなった
低仰角においてゲインの低下が抑制されていると共に円
偏波の軸比特性が大幅に改善されている。さらに、角度
が90°以上となる伏角の方向においても、ある程度の
アンテナゲインが確保できると共に、円偏波の軸比も改
善されていることがわかる。これは、無給電素子3a〜
3hが、導波器として作用して低仰角の方向のアンテナ
特性を改善しているからである。
の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1の垂直面内
における指向特性を図3に示す。この指向特性を参照す
ると、頂点方向からの角度が約60度より大きくなった
低仰角においてゲインの低下が抑制されていると共に円
偏波の軸比特性が大幅に改善されている。さらに、角度
が90°以上となる伏角の方向においても、ある程度の
アンテナゲインが確保できると共に、円偏波の軸比も改
善されていることがわかる。これは、無給電素子3a〜
3hが、導波器として作用して低仰角の方向のアンテナ
特性を改善しているからである。
【0027】次に、本発明のクロスダイポールアンテナ
の第2の実施の形態の構成を示す平面図を図4に、その
正面図を図5に示す。図4および図5に示す本発明の第
2の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11
は、上記した本発明の第1の実施の形態にかかるクロス
ダイポールアンテナ1の垂直面内の指向特性をさらに改
善しようとするものである。そのために、本発明の第2
の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11で
は、本発明の第1の実施の形態にかかるクロスダイポー
ルアンテナ1の反射板6の構成を変更すると共に、それ
に伴う構成が変更されている。以下、変更した構成につ
いて主に説明するものとする。
の第2の実施の形態の構成を示す平面図を図4に、その
正面図を図5に示す。図4および図5に示す本発明の第
2の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11
は、上記した本発明の第1の実施の形態にかかるクロス
ダイポールアンテナ1の垂直面内の指向特性をさらに改
善しようとするものである。そのために、本発明の第2
の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11で
は、本発明の第1の実施の形態にかかるクロスダイポー
ルアンテナ1の反射板6の構成を変更すると共に、それ
に伴う構成が変更されている。以下、変更した構成につ
いて主に説明するものとする。
【0028】本発明の第2の実施の形態にかかるクロス
ダイポールアンテナ11においても、略直交配置された
2つのダイポールアンテナと、反射板16と、複数の無
給電素子3a〜3hとから構成されている。略直交配置
された2つのダイポールアンテナは、第1逆U字形ダイ
ポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナとが
略直交配置されて構成されている。第1逆U字形ダイポ
ールアンテナは、それぞれ逆U字形に折曲されたダイポ
ールエレメント2aとダイポールエレメント2bとから
構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナは、それぞ
れ逆U字形に折曲されたダイポールエレメント2cとダ
イポールエレメント2dとから構成されている。2つの
逆U字状ダイポールアンテナを構成しているダイポール
エレメント2a〜ダイポールエレメント2dは、金属板
を加工して図5に示すように板状に形成されており、そ
のほぼ中間部において反射板16に向けて逆U字形にな
るように折曲されて、その先端は反射板16に向かうよ
うになされている。また、ダイポールエレメント2a〜
ダイポールエレメント2dの長さは約λ/4とされてい
る。すなわち、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2
逆U字形ダイポールアンテナは、半波長ダイポールアン
テナとされている。これらの構成については、本発明の
第1の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1
の構成と同様である。
ダイポールアンテナ11においても、略直交配置された
2つのダイポールアンテナと、反射板16と、複数の無
給電素子3a〜3hとから構成されている。略直交配置
された2つのダイポールアンテナは、第1逆U字形ダイ
ポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナとが
略直交配置されて構成されている。第1逆U字形ダイポ
ールアンテナは、それぞれ逆U字形に折曲されたダイポ
ールエレメント2aとダイポールエレメント2bとから
構成され、第2逆U字形ダイポールアンテナは、それぞ
れ逆U字形に折曲されたダイポールエレメント2cとダ
イポールエレメント2dとから構成されている。2つの
逆U字状ダイポールアンテナを構成しているダイポール
エレメント2a〜ダイポールエレメント2dは、金属板
を加工して図5に示すように板状に形成されており、そ
のほぼ中間部において反射板16に向けて逆U字形にな
るように折曲されて、その先端は反射板16に向かうよ
うになされている。また、ダイポールエレメント2a〜
ダイポールエレメント2dの長さは約λ/4とされてい
る。すなわち、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2
逆U字形ダイポールアンテナは、半波長ダイポールアン
テナとされている。これらの構成については、本発明の
第1の実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ1
の構成と同様である。
【0029】また、ダイポールエレメント2a〜ダイポ
ールエレメント2dの一端と、反射板16の頂部との図
5に示す間隔L1は約λ/4とされている。すなわち、
第1逆U字形ダイポールアンテナを励振する同軸セミリ
ジッドケーブル4a、および、第2逆U字形ダイポール
アンテナを励振する同軸セミリジッドケーブル4cのの
反射板6の頂部からの長さは、約λ/4とされている。
さらに、下端が反射板16へ短絡されているショートポ
ール4bおよびショートポール4dの反射板16の頂部
からの長さも、約λ/4とされている。さらにまた、ダ
イポールエレメント2a、2cと同軸セミリジッドケー
ブル4a、4cとの接続関係、および、ダイポールエレ
メント2b、2dとショートポール4b、4dとの接続
関係も第1の実施の形態のクロスダイポールアンテナ1
と同様とされている。
ールエレメント2dの一端と、反射板16の頂部との図
5に示す間隔L1は約λ/4とされている。すなわち、
第1逆U字形ダイポールアンテナを励振する同軸セミリ
ジッドケーブル4a、および、第2逆U字形ダイポール
アンテナを励振する同軸セミリジッドケーブル4cのの
反射板6の頂部からの長さは、約λ/4とされている。
さらに、下端が反射板16へ短絡されているショートポ
ール4bおよびショートポール4dの反射板16の頂部
からの長さも、約λ/4とされている。さらにまた、ダ
イポールエレメント2a、2cと同軸セミリジッドケー
ブル4a、4cとの接続関係、および、ダイポールエレ
メント2b、2dとショートポール4b、4dとの接続
関係も第1の実施の形態のクロスダイポールアンテナ1
と同様とされている。
【0030】この同軸セミリジッドケーブル4a、4c
は反射板16に固着されて、さらに反射板16を貫通し
て位相遅延回路7に接続されている。これにより、同軸
セミリジッドケーブル4aには、給電部8からの励振信
号が0°位相遅延されて出力され、同軸セミリジッドケ
ーブル4cには、給電部8からの励振信号が約90°位
相遅延されて出力される。すなわち、給電部8からの励
振信号により、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2
逆U字形ダイポールアンテナとが互いに位相が約90°
ずれるように励振されるため、クロスダイポールアンテ
ナ11の面に対してほぼ垂直方向に円偏波が放射される
ようになる。この場合、反射板16の方向に放射された
逆位相の円偏波成分は、反射板16により逆位相となる
ように反射されて同相とされて反射板16の面に対して
ほぼ垂直方向へ放射されるようになる。
は反射板16に固着されて、さらに反射板16を貫通し
て位相遅延回路7に接続されている。これにより、同軸
セミリジッドケーブル4aには、給電部8からの励振信
号が0°位相遅延されて出力され、同軸セミリジッドケ
ーブル4cには、給電部8からの励振信号が約90°位
相遅延されて出力される。すなわち、給電部8からの励
振信号により、第1逆U字形ダイポールアンテナと第2
逆U字形ダイポールアンテナとが互いに位相が約90°
ずれるように励振されるため、クロスダイポールアンテ
ナ11の面に対してほぼ垂直方向に円偏波が放射される
ようになる。この場合、反射板16の方向に放射された
逆位相の円偏波成分は、反射板16により逆位相となる
ように反射されて同相とされて反射板16の面に対して
ほぼ垂直方向へ放射されるようになる。
【0031】さらに、略直交配置された第1逆U字形ダ
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナと
を中心として、その周囲に配置された複数の無給電素子
3a〜3hは、例えば8本の素子数とされている。この
無給電素子3a〜3hの長さL2は約λ/4とされてお
り、その下端に絶縁スペーサ15a〜15hが設けられ
ている。この絶縁スペーサ15a〜15hの下端は反射
板16に固着されており、その高さH2は、例えば約
0.15λとされている。また、無給電素子3a〜3h
は、図4に示すように略直交配置された第1逆U字形ダ
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナの
中心から間隔Sだけ離隔されて配置されており、その間
隔Sは約λ/4とされている。
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナと
を中心として、その周囲に配置された複数の無給電素子
3a〜3hは、例えば8本の素子数とされている。この
無給電素子3a〜3hの長さL2は約λ/4とされてお
り、その下端に絶縁スペーサ15a〜15hが設けられ
ている。この絶縁スペーサ15a〜15hの下端は反射
板16に固着されており、その高さH2は、例えば約
0.15λとされている。また、無給電素子3a〜3h
は、図4に示すように略直交配置された第1逆U字形ダ
イポールアンテナと第2逆U字形ダイポールアンテナの
中心から間隔Sだけ離隔されて配置されており、その間
隔Sは約λ/4とされている。
【0032】本発明の第2の実施の形態にかかるクロス
ダイポールアンテナ11では、さらに加えて反射板16
の構成が特徴的とされている。図5に示されるように、
反射板16は円錐状に形成されており、略円形とされた
反射板16の直径Dは約λ/2〜λとされている。ま
た、反射板16の下方へ傾斜している伏角θは、0°<
θ<60°の範囲とするのが好適である。このような構
成の本発明の第2の実施の形態にかかるクロスダイポー
ルアンテナ11の垂直面内における指向特性を図7に示
す。この指向特性を参照すると、頂点方向からの角度が
約60度より大きくなった低仰角においてゲインの低下
が抑制されていると共に円偏波の軸比特性が大幅に改善
されている。さらに、角度が90°以上となる伏角の方
向においても、ある程度のアンテナゲインが確保できる
と共に、円偏波の軸比も改善されていることがわかる。
ダイポールアンテナ11では、さらに加えて反射板16
の構成が特徴的とされている。図5に示されるように、
反射板16は円錐状に形成されており、略円形とされた
反射板16の直径Dは約λ/2〜λとされている。ま
た、反射板16の下方へ傾斜している伏角θは、0°<
θ<60°の範囲とするのが好適である。このような構
成の本発明の第2の実施の形態にかかるクロスダイポー
ルアンテナ11の垂直面内における指向特性を図7に示
す。この指向特性を参照すると、頂点方向からの角度が
約60度より大きくなった低仰角においてゲインの低下
が抑制されていると共に円偏波の軸比特性が大幅に改善
されている。さらに、角度が90°以上となる伏角の方
向においても、ある程度のアンテナゲインが確保できる
と共に、円偏波の軸比も改善されていることがわかる。
【0033】なお、本発明の第2の実施の形態にかかる
クロスダイポールアンテナ11の反射板16は、円錐状
に限らず図6に示すような形状としてもよい。平面図が
図6(a)に示す形状とされ、正面図が図6(b)に示
す形状とされた反射板26は、球体を切り取った形状の
反射板26とされている。また、平面図が図6(c)に
示す形状とされ、正面図が図6(d)に示す形状とされ
た反射板36は、2段階に伏角が変化する円錐状の反射
板36とされている。さらに、正面図が図6(e)に示
す形状とされた反射板46は、円錐状の頂部が平らとさ
れた台形形状の反射板46とされている。このような反
射板のいずれの形状としても、低仰角においてゲインの
低下を抑制することができると共に円偏波の軸比特性を
大幅に改善することができる。
クロスダイポールアンテナ11の反射板16は、円錐状
に限らず図6に示すような形状としてもよい。平面図が
図6(a)に示す形状とされ、正面図が図6(b)に示
す形状とされた反射板26は、球体を切り取った形状の
反射板26とされている。また、平面図が図6(c)に
示す形状とされ、正面図が図6(d)に示す形状とされ
た反射板36は、2段階に伏角が変化する円錐状の反射
板36とされている。さらに、正面図が図6(e)に示
す形状とされた反射板46は、円錐状の頂部が平らとさ
れた台形形状の反射板46とされている。このような反
射板のいずれの形状としても、低仰角においてゲインの
低下を抑制することができると共に円偏波の軸比特性を
大幅に改善することができる。
【0034】なお、第2の実施の形態にかかるクロスダ
イポールアンテナ11における反射板16〜46は、い
ずれも中央部が周縁部より突出するよう反射面が傾斜し
て形成されていることから、反射板16〜46により反
射された円偏波成分は低仰角方向に向けて放射されるよ
うになる。これにより、本発明の第2の実施の形態にか
かるクロスダイポールアンテナ11は、低仰角における
放射特性を改善することができる。このように、第2の
実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11にお
いては、反射板16〜46により低仰角における放射特
性を改善しているので、無給電素子3a〜3hを省略し
て構成するようにしてもよい。
イポールアンテナ11における反射板16〜46は、い
ずれも中央部が周縁部より突出するよう反射面が傾斜し
て形成されていることから、反射板16〜46により反
射された円偏波成分は低仰角方向に向けて放射されるよ
うになる。これにより、本発明の第2の実施の形態にか
かるクロスダイポールアンテナ11は、低仰角における
放射特性を改善することができる。このように、第2の
実施の形態にかかるクロスダイポールアンテナ11にお
いては、反射板16〜46により低仰角における放射特
性を改善しているので、無給電素子3a〜3hを省略し
て構成するようにしてもよい。
【0035】ところで、本発明のクロスダイポールアン
テナの第1の実施の形態および第2の実施の形態におい
ては、同軸セミリジッドケーブルによりダイポールエレ
メントを励振しているため、不平衡回路(同軸セミリジ
ッドケーブル)を平衡回路(ダイポールエレメント)に
変換する平衡−不平衡回路が備えられている。平衡−不
平衡回路のいくつかの回路を図8(a)〜(d)に示
す。ただし、これらの平衡−不平衡回路は、従来より用
いられている回路であるのでその動作原理の説明は省略
する。図8(a)に示す平衡−不平衡回路は、本発明の
クロスダイポールアンテナにおける第1の実施の形態お
よび第2の実施の形態において採用されている平衡−不
平衡回路である。すなわち、同軸セミリジッドケーブル
4a,4cは同軸ケーブルc1に相当し、ショートポー
ル4b,4dは短絡線s1に相当し、ダイポールエレメ
ント2a,2cはダイポールエレメントe1に相当し、
ダイポールエレメント2b,2dはダイポールエレメン
トe2に相当している。
テナの第1の実施の形態および第2の実施の形態におい
ては、同軸セミリジッドケーブルによりダイポールエレ
メントを励振しているため、不平衡回路(同軸セミリジ
ッドケーブル)を平衡回路(ダイポールエレメント)に
変換する平衡−不平衡回路が備えられている。平衡−不
平衡回路のいくつかの回路を図8(a)〜(d)に示
す。ただし、これらの平衡−不平衡回路は、従来より用
いられている回路であるのでその動作原理の説明は省略
する。図8(a)に示す平衡−不平衡回路は、本発明の
クロスダイポールアンテナにおける第1の実施の形態お
よび第2の実施の形態において採用されている平衡−不
平衡回路である。すなわち、同軸セミリジッドケーブル
4a,4cは同軸ケーブルc1に相当し、ショートポー
ル4b,4dは短絡線s1に相当し、ダイポールエレメ
ント2a,2cはダイポールエレメントe1に相当し、
ダイポールエレメント2b,2dはダイポールエレメン
トe2に相当している。
【0036】本発明のクロスダイポールアンテナでは、
図8(a)に示す平衡−不平衡回路に限らず図8(b)
(c)(d)に示す平衡−不平衡回路を採用するように
してもよい。以下、図8(b)(c)(d)に示す平衡
−不平衡回路を簡単に説明する。図8(b)に示す平衡
−不平衡回路は、ダイポールエレメントe11,e12
がL字状に折曲され、折曲された端部間が接続されてア
ースに短絡されている。端部間を接続した位置から長さ
tの位置に同軸ケーブルc11の外被導体が一方のダイ
ポールエレメントe12に接続され、その中心導体c1
2が他方のダイポールエレメントe11に接続されてい
る。長さtを調節することにより平衡となるよう調整を
行うことができる。
図8(a)に示す平衡−不平衡回路に限らず図8(b)
(c)(d)に示す平衡−不平衡回路を採用するように
してもよい。以下、図8(b)(c)(d)に示す平衡
−不平衡回路を簡単に説明する。図8(b)に示す平衡
−不平衡回路は、ダイポールエレメントe11,e12
がL字状に折曲され、折曲された端部間が接続されてア
ースに短絡されている。端部間を接続した位置から長さ
tの位置に同軸ケーブルc11の外被導体が一方のダイ
ポールエレメントe12に接続され、その中心導体c1
2が他方のダイポールエレメントe11に接続されてい
る。長さtを調節することにより平衡となるよう調整を
行うことができる。
【0037】図8(c)に示す平衡−不平衡回路は、ダ
イポールエレメントe21,e22のそれぞれが、アー
スに短絡されている約λ/4の長さの短絡線c22,c
23の先端に接続されている。さらに、ダイポールエレ
メントe21,e22を励振するための同軸ケーブルc
21の外被導体が一方の短絡線c22の先端に接続さ
れ、その中心導体c24が他方の短絡線c23の先端に
接続されている。図8(d)に示す平衡−不平衡回路
は、ダイポールエレメントe31,e32を励振するた
めの同軸ケーブルc31の先端から約λ/4の位置の外
被導体に、長さλ/4のシュペルトップb1の下端が接
続されている。そして、ダイポールエレメントe31が
同軸ケーブルc31の外被導体の先端に接続され、ダイ
ポールエレメントe32が同軸ケーブルc31の中心導
体の先端に接続されている。なお、シュペルトップb1
の先端は解放されている。
イポールエレメントe21,e22のそれぞれが、アー
スに短絡されている約λ/4の長さの短絡線c22,c
23の先端に接続されている。さらに、ダイポールエレ
メントe21,e22を励振するための同軸ケーブルc
21の外被導体が一方の短絡線c22の先端に接続さ
れ、その中心導体c24が他方の短絡線c23の先端に
接続されている。図8(d)に示す平衡−不平衡回路
は、ダイポールエレメントe31,e32を励振するた
めの同軸ケーブルc31の先端から約λ/4の位置の外
被導体に、長さλ/4のシュペルトップb1の下端が接
続されている。そして、ダイポールエレメントe31が
同軸ケーブルc31の外被導体の先端に接続され、ダイ
ポールエレメントe32が同軸ケーブルc31の中心導
体の先端に接続されている。なお、シュペルトップb1
の先端は解放されている。
【0038】なお、上記の説明ではダイポールエレメン
ト2a〜ダイポールエレメント2dおよび無給電素子3
a〜3hは板状に形成されているとしたが、これに替え
て棒状やパイプ状の線状素子としてもよい。また、同軸
セミリジッドケーブル4a,4cおよびショートポール
4b,4dと、ダイポールエレメント2a〜ダイポール
エレメント2dとの接続は、ハンダ付けや溶接により行
うことができる。さらに、ダイポールエレメント2a〜
ダイポールエレメント2dは図10に示すような逆U字
形としたが、これに替えて、図9に示すような逆V字形
のエレメントとしてもよい。さらにまた、本発明のクロ
スダイポールアンテナ1(11)は金属製とされていた
が、これに替えて樹脂表面にメッキ等により金属膜を形
成したもので形成するようにしてもよい。
ト2a〜ダイポールエレメント2dおよび無給電素子3
a〜3hは板状に形成されているとしたが、これに替え
て棒状やパイプ状の線状素子としてもよい。また、同軸
セミリジッドケーブル4a,4cおよびショートポール
4b,4dと、ダイポールエレメント2a〜ダイポール
エレメント2dとの接続は、ハンダ付けや溶接により行
うことができる。さらに、ダイポールエレメント2a〜
ダイポールエレメント2dは図10に示すような逆U字
形としたが、これに替えて、図9に示すような逆V字形
のエレメントとしてもよい。さらにまた、本発明のクロ
スダイポールアンテナ1(11)は金属製とされていた
が、これに替えて樹脂表面にメッキ等により金属膜を形
成したもので形成するようにしてもよい。
【0039】さらにまた、本発明のクロスダイポールア
ンテナ1(11)における絶縁スペーサには、無給電素
子を絶縁して反射板に取り付けられる高さが最小限必要
とされていると共に、無給電素子が導波器として作用す
る任意の高さとすることができる。従って、本発明のク
ロスダイポールアンテナ1における絶縁スペーサ5a〜
5hの高さH1は約0.04λに限るものではないと共
に、本発明のクロスダイポールアンテナ11における絶
縁スペーサ15a〜15hの高さH2は約0.15λに
限るものではない。さらにまた、本発明のクロスダイポ
ールアンテナ1(11)は、衛星通信システム用アンテ
ナに限らず、車載用アンテナ、船舶用アンテナ、航空機
用アンテナ等の円偏波を使用する通信システム用のアン
テナに適用することができるものである。
ンテナ1(11)における絶縁スペーサには、無給電素
子を絶縁して反射板に取り付けられる高さが最小限必要
とされていると共に、無給電素子が導波器として作用す
る任意の高さとすることができる。従って、本発明のク
ロスダイポールアンテナ1における絶縁スペーサ5a〜
5hの高さH1は約0.04λに限るものではないと共
に、本発明のクロスダイポールアンテナ11における絶
縁スペーサ15a〜15hの高さH2は約0.15λに
限るものではない。さらにまた、本発明のクロスダイポ
ールアンテナ1(11)は、衛星通信システム用アンテ
ナに限らず、車載用アンテナ、船舶用アンテナ、航空機
用アンテナ等の円偏波を使用する通信システム用のアン
テナに適用することができるものである。
【0040】
【発明の効果】上記説明したように本発明のクロスダイ
ポールアンテナは、略直交配置された第1のダイポール
アンテナと第2のダイポールアンテナとの周囲に配置さ
れると共に、前記反射板から起立して複数の無給電素子
を設けるようにしたので、低仰角においてゲインの低下
を抑制することができると共に、円偏波の軸比特性を大
幅に改善することができる。すなわち、無給電素子が導
波器として作用して、低仰角の方向のアンテナ特性を改
善することができる。さらに、反射板を中央部より周縁
部が下に位置するように下方へ傾斜させて形成するよう
にしても、低仰角においてゲインの低下を抑制すること
ができると共に、円偏波の軸比特性を大幅に改善するこ
とができる。
ポールアンテナは、略直交配置された第1のダイポール
アンテナと第2のダイポールアンテナとの周囲に配置さ
れると共に、前記反射板から起立して複数の無給電素子
を設けるようにしたので、低仰角においてゲインの低下
を抑制することができると共に、円偏波の軸比特性を大
幅に改善することができる。すなわち、無給電素子が導
波器として作用して、低仰角の方向のアンテナ特性を改
善することができる。さらに、反射板を中央部より周縁
部が下に位置するように下方へ傾斜させて形成するよう
にしても、低仰角においてゲインの低下を抑制すること
ができると共に、円偏波の軸比特性を大幅に改善するこ
とができる。
【図1】本発明のクロスダイポールアンテナの第1の実
施の形態の構成を示す平面図である。
施の形態の構成を示す平面図である。
【図2】本発明のクロスダイポールアンテナの第1の実
施の形態の構成を示す正面図である。
施の形態の構成を示す正面図である。
【図3】本発明のクロスダイポールアンテナの第1の実
施の形態における垂直面内の指向特性を示す図である。
施の形態における垂直面内の指向特性を示す図である。
【図4】本発明のクロスダイポールアンテナの第2の実
施の形態の構成を示す平面図である。
施の形態の構成を示す平面図である。
【図5】本発明のクロスダイポールアンテナの第2の実
施の形態の構成を示す正面図である。
施の形態の構成を示す正面図である。
【図6】本発明のクロスダイポールアンテナの第2の実
施の形態における反射板の構成例を示す図である。
施の形態における反射板の構成例を示す図である。
【図7】本発明のクロスダイポールアンテナの第2の実
施の形態における垂直面内の指向特性を示す図である。
施の形態における垂直面内の指向特性を示す図である。
【図8】本発明のクロスダイポールアンテナの実施の形
態に採用することのできる平衡−不平衡回路の例を示す
図である。
態に採用することのできる平衡−不平衡回路の例を示す
図である。
【図9】逆V字形ダイポールアンテナを用いて構成した
従来のクロスダイポールアンテナの概略構成を示す図で
ある。
従来のクロスダイポールアンテナの概略構成を示す図で
ある。
【図10】逆U字形ダイポールアンテナを用いて構成し
た従来のクロスダイポールアンテナの概略構成を示す図
である。
た従来のクロスダイポールアンテナの概略構成を示す図
である。
【図11】逆U字形ダイポールアンテナを用いて構成し
た従来のクロスダイポールアンテナの詳細構成を示す平
面図である。
た従来のクロスダイポールアンテナの詳細構成を示す平
面図である。
【図12】逆U字形ダイポールアンテナを用いて構成し
た従来のクロスダイポールアンテナの詳細構成を示す正
面図である。
た従来のクロスダイポールアンテナの詳細構成を示す正
面図である。
【図13】逆U字形ダイポールアンテナを用いて構成し
た従来のクロスダイポールアンテナの垂直面内の指向特
性を示す図である。
た従来のクロスダイポールアンテナの垂直面内の指向特
性を示す図である。
1,11 クロスダイポールアンテナ
2a,2b,2c,2d ダイポールエレメント
2e,2f 中心導体
3a〜3h 無給電素子
4a,4c 同軸セミリジッドケーブル
4b,4d ショートポール
5a〜5h,15a〜15h 絶縁スペーサ
6,16,26,36,46 反射板
7 位相遅延回路
8 給電部
100,200,300 クロスダイポールアンテナ
102a〜102d,202a〜202d,302a,
302b,302c,302d ダイポールエレメント 106,206,306 反射板 302e,302f 中心導体 304a,304c 同軸セミリジッドケーブル 304b,304d ショートポール 307 位相遅延回路 308 給電部 b1 シュペルトップ c1,c11,c21,c31 同軸ケーブル c12,c24 中心導体 c22,c22,c23,s1 短絡線 e1,e2,e11,e12,e21,e22,e3
1,e32 ダイポールエレメント
302b,302c,302d ダイポールエレメント 106,206,306 反射板 302e,302f 中心導体 304a,304c 同軸セミリジッドケーブル 304b,304d ショートポール 307 位相遅延回路 308 給電部 b1 シュペルトップ c1,c11,c21,c31 同軸ケーブル c12,c24 中心導体 c22,c22,c23,s1 短絡線 e1,e2,e11,e12,e21,e22,e3
1,e32 ダイポールエレメント
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平12−124733(JP,A)
特開 平5−299925(JP,A)
特開 昭62−133805(JP,A)
特開 平9−98019(JP,A)
特開 平6−90113(JP,A)
特開 平7−94940(JP,A)
特開 平10−126150(JP,A)
特開2002−271134(JP,A)
米国特許3742510(US,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01Q 19/17
H01Q 9/16 - 9/44
H01Q 21/06
Claims (7)
- 【請求項1】 反射板と、 該反射板上に所定間隔を持って配置された第1のダイポ
ールアンテナと、 上記反射板上に所定間隔を持って上記第1のダイポール
アンテナに略直交するように配置された第2のダイポー
ルアンテナと、 前記第1のダイポールアンテナと前記第2のダイポール
アンテナとの周囲に配置されると共に、前記反射板から
起立して配置された複数の無給電素子と、 を備えることを特徴とするクロスダイポールアンテナ。 - 【請求項2】 前記第1のダイポールアンテナと前記第
2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向かって折
曲されて構成されていることを特徴とする請求項1記載
のクロスダイポールアンテナ。 - 【請求項3】 前記無給電素子が、絶縁体スペーサを介
して前記反射板上に固着されていることを特徴とする請
求項1記載のクロスダイポールアンテナ。 - 【請求項4】 中央部が周縁部より突出するように反射
面が傾斜されて形成されている反射板と、 該反射板上に所定間隔を持って配置された第1のダイポ
ールアンテナと、 上記反射板上に所定間隔を持って上記第1のダイポール
アンテナに略直交するように配置された第2のダイポー
ルアンテナと、 を備えることを特徴とするクロスダイポールアンテナ。 - 【請求項5】 前記第1のダイポールアンテナと前記第
2のダイポールアンテナとが、前記反射板へ向かって折
曲されて構成されていることを特徴とする請求項4記載
のクロスダイポールアンテナ。 - 【請求項6】 前記第1のダイポールアンテナと前記第
2のダイポールアンテナとの周囲に配置されると共に、
前記反射板から起立して配置された複数の無給電素子と
を、さらに備えることを特徴とする請求項4記載のクロ
スダイポールアンテナ。 - 【請求項7】 前記無給電素子が、絶縁体スペーサを介
して前記反射板上に固着されていることを特徴とする請
求項6記載のクロスダイポールアンテナ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066168A JP3512365B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | クロスダイポールアンテナ |
PCT/JP2001/001361 WO2001067554A1 (fr) | 2000-03-10 | 2001-02-23 | Antenne a dipoles en croix et antenne composite |
US09/959,904 US6741220B2 (en) | 2000-03-10 | 2001-02-23 | Cross dipole antenna and composite antenna |
KR10-2001-7014264A KR100442915B1 (ko) | 2000-03-10 | 2001-02-23 | 크로스 다이폴 안테나 및 복합 안테나 |
EP01906260A EP1178568A4 (en) | 2000-03-10 | 2001-02-23 | CROSS DIPOLA ANTENNA AND COMPOSITE ANTENNA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066168A JP3512365B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | クロスダイポールアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001257524A JP2001257524A (ja) | 2001-09-21 |
JP3512365B2 true JP3512365B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18585571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066168A Expired - Fee Related JP3512365B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | クロスダイポールアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3512365B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003050916A1 (fr) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | Digital Wave Co., Ltd. | Antenne dipole de type antenne d'insecte, antenne directionnelle et antenne de controle de zone |
WO2004004070A1 (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-08 | Nippon Sheet Glass Co.,Ltd. | アンテナ装置およびその指向性利得調整方法 |
EP2073309B1 (en) * | 2007-12-21 | 2015-02-25 | Alcatel Lucent | Dual polarised radiating element for cellular base station antennas |
JP5752176B2 (ja) * | 2013-05-08 | 2015-07-22 | 電気興業株式会社 | オムニアンテナ |
JP7018539B1 (ja) | 2021-10-15 | 2022-02-10 | 株式会社Maruwa | クロスダイポールアンテナ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3742510A (en) | 1971-01-12 | 1973-06-26 | Itt | Multimode discone antenna |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066168A patent/JP3512365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3742510A (en) | 1971-01-12 | 1973-06-26 | Itt | Multimode discone antenna |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001257524A (ja) | 2001-09-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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